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Oltre la Via Lattea


Giovedì 24, Aprile 2014
in  Stella Stellina


Il moto della Galassia, lo studia la cinematica stellare, e le applicazioni della spettroscopia consentono di realizzare valutazioni molto affidabili. La Galassia ruota su sé stessa con una velocità radiale di circa 220 km. al secondo e compie un giro completo in circa 2,4 miliardi di anni. Come nelle altre Galassie, peró anche la nostra rotazione è differenziale, le stelle vicino al centro, che si muove come un corpo solido, ruotano a velocità maggiore rispetto a quelle più lontane che, presumibilmente, seguono le leggi di Keplero. Ma i movimenti sono molti di più, Sole, ad esempio, si sposta di un moto proprio in direzione della stella U di Ercole, e questo moto si sovrappone a quello generale galattico. E come il Sole, anche tutti gli altri oggetti della Galassia si muovono di moti indipendenti: stelle, nebulose, ammassi aperti e ammassi globulari.


La forma a spirale della Galassia è confermata anche dagli studi della distribuzione dell'idrogeno neutro sul piano galattico, che emette nella lunghezza d'onda di 21 cm.: le zone di maggior concentrazione corrispondono al disco, al nucleo e ai bracci. All'esterno, nell'alone, si trovano gli ammassi aperti e gli ammassi globulari, gruppi di stelle che orbitano intorno al nucleo della Galassia. Anche se non si trovano 'immersi' nella parte più densa del vortice galattico, essi sono comunque legati gravitazionalmente al nostro sistema.


La Via Lattea ha una struttura simile a quella di milioni di altre galassie osservate nello spazio. Al centro ha un rigonfiamento chiamato nucleo, attorno al quale si estende il disco.


Esso mostra alcune zone in cui la materia è più densa, le stelle più ravvicinate chiamate bracci che hanno una forma a mezzaluna a causa del moto differenziale.


Visto da terra il nucleo galattico si trova in direzione della costellazione del Sagittario.


Esso è composto da stelle vecchie, prossime alla fine della loro evoluzione, attiva da circa 15 miliardi di anni; sono chiamate di Popolazione II e hanno caratteristiche simili alle stelle che compongono l'alone è, in particolare, gli ammassi globulari. Infatti sono stelle rosse, relativamente povere di elementi pesanti, che hanno avuto origine da materiali ancora primordiali, prima che idrogeno e dio avessero avuto modo di essere trasformati in altri atomi.


Per la stessa ragione si pensa che sia poco probabile che queste stelle abbiano sviluppato sistemi planetari con pianeti rocciosi (fatti appunto di elementi pesanti).


Nel nucleo, il gas e le polveri sono in qualità molto limitata rispetto alle altre zone galattiche: le stelle sono tutto ció che rimane del lontanissimo periodo di formazione della Galassia. La velocità orbitale delle stelle che compongono il nucleo è pressoché uguale: si pensa che il nucleo ruoti intorno all'asse galattico proprio come se fosse un corpo solido. Si pensa, inoltre, che come si sospetta per altre galassie, anche nel centro della Via Lattea si trovi un buco nero.


Nel disco della Galassia, si trovano soprattutto stelle giovani, agli inizi della loro evoluzione, o in via di formazione: esse costituiscono la Popolazione I insieme alle stelle degli ammassi aperti dall'alone galattico. Sono stelle che si trovano soprattutto sul piano galattico e nei bracci, azzurre molto calde ma anche più fredde: si sono formate da nubi giganti relativamente ricche di elementi pesanti e, per questa ragione si ritiene probabile che possano avere sviluppato sistemi planetari.


Nel disco si trovano anche stelle diverse come il Sole, che formano la popolazione del disco e che possono essere anche molto vecchie; fino a 10 miliardi di anni.


In particolare, le stelle di età compresa fra i 2 e i 5 miliardi di anni- come il Sole, che occupa una posizione defilata- si trovano più numerose vicino al piano galattico, mentre i gas e le polveri, presenti in queste zone della Galassia in quantità considerevole, si trovano soprattutto nelle fasce esterne e fra un braccio e l'altro. La velocità orbitale di ciascuna stella dipende, in un primo momento, dalla sua distanza dal centro della galassia, dal centro, più una stella è lontana più è lenta.


Poi, diversamente da quanto ci si aspetterebbe per la dinamica che muove anche il nostro sistema solare la velocità aumenta: hanno evidenziato soprattutto le osservazioni fatte con i radiotelescopi, che hanno permesso di quantificare la velocità delle nubi di monossido di carbonio, rintracciabili anche a distanze superiori ai 4 miliardi di anni luce dal centro galattico.


Questi dati suggeriscono che la massa coinvolta nei moti galattici non sia soltanto quella osservata: la periferia della Galassia dovrebbe contenere cinque volte tanta materia quanta ne è contenuta all'interno dell'orbita galattica del Sole. Come nelle altre galassie note e come nell'intero universo, perció, deve esistere una grande quantità di materia oscura, invisibile agli strumenti; stelle troppo deboli da essere viste, pianeti che hanno una massa notevole ma restano invisibili a grandi distanze, nuclei atomici e particelle elementari come i neutrini dispersi nel mezzo interstellare.


Le ipotesi sono molte, ma il problema della massa mancante, sia a livello galattico, sia a livello universale è ancora lontano dalla soluzione. Sta di fatto comunque, che la massa dinamica della Galassia è pari a 150 miliardi di masse solari, mentre la massa delle stelle visibili e ipotizzabili al di là del centro galattico, arriva grosso modo a 10 miliardi di masse solari.


Come la velocità, anche la distribuzione della materia osservabile nella Galassia non è uniforme, ci sono zone nelle quali la materia è meno densa, e le stelle più distanziate, e parti più luminose e ricche di stelle.


Queste ultime vengono chiamate bracci e sono prodotte verosimilmente dalla rotazione differenziale della Galassia. Tuttavia, se fosse solo questa la ragione della loro esistenza, in poche rotazioni (nell'ordine del miliardo di anni) dovrebbero scomparire.


La spiralizzazione della Galassia, così come quella di altre galassie, è, in realtà, la parte visibile di un'onda di densità che si muove intorno alla Galassia, con lo stesso verso delle stelle ma a velocità inferiore (circa 30 Km. al secondo) mentre le stelle, mediamente, si muovono a 200-300 Km. al secondo. Le stelle, perció, raggiungono e superano l'onda di densità producendo un'onda d'urto che ruota anche essa lungo la spirale.


Le nubi di gas e polveri di cui è ricco il disco, vengono perció compresse subito dietro l'arco di ció che noi vediamo come un braccio di spirale, dando origine a un'intensa attività di formazione stellare. Ció che vediamo come bordi dei bracci sono dunque, in realtà, zone più luminose a causa dell'intensa produzione di stelle; qui si affollano stelle giovani, molto calde e brillanti. Se sono stelle di grande massa, in breve tempo esplodono producendo onde d'urto che contribuiscono a innescare nuovi processi di formazione stellare nelle nubi vicine.


Se sono stelle piccole accompagnano il rimanente materiale interstellare nel percorso galattico.

Umberto Paoli

 

 

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